液液相反应过程，反应物系中存在两个或多个
液相的一种多相反应过程，它通常指两种或数种只能部分互溶或不互溶的液体反应物间的
化学反应过程。
在现代化学工业中，液液相反应过程应用甚广，如有机化工中的硝化、磺化和烷基化，高分子化工中的乳液聚合、悬浮聚合等。液液相反应过程与气液相反应过程类似，反应组分从一液相传向界面，然后进入另一液相进行反应，该反应物的浓度在界面上处于相平衡状态。
由此可见液液相反应也是一个传质和反应的串联过程；其速率主要取决于阻力最大的步骤，此步骤即为全过程的控制步骤。由于相际传质往往成为液液相反应过程的控制步骤，因此须将一液相分散成液滴而分布在另一液相中，以形成很大的相界面。液滴在反应过程中会发生凝并和再分散，这种滴际混合必然影响连续反应过程的转化率和选择率（见化学计量学）。
但其影响程度至今尚无法定量估计，仅能确定两种极限情形：即无滴际混合和有充分的滴际混合时所产生的影响。此外，少量的表面活性物质（由反应物带入或在反应过程中产生）也会显著地影响传质。
因此，液液相反应的规律尚待深入研究。液液相反应过程常在搅拌釜式反应器中进行，亦可采用多个釜式反应器串联操作；塔式反应器有时也用以进行液液相反应过程，两液相的流向可采用逆流、并流或错流。
反应萃取有时也被看成是一种液液相反应。此时反应物在同一液相内，反应过程中并无反应物的相际传递，但因反应产物在反应相内不稳定，为提高收率，故在反应系统中加入萃取剂形成另一液相，以便及时将产物从反应相分离出来。